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所有关于iPhone 7取消3.5mm接口的疑问，这篇文章都有答案

发布于：2024-06-18 编辑：匿名来源：网络

雷锋报：这篇文章是作者龙魔、Microarray首席科学家、电子和软件设计师。

雷锋网独家文章，转载请联系授权。

苹果发布会前盛传的 iPhone 7 & Plus 的 Home 键升级为 Touch ID 3.0 版 Under Glass，目前尚未实现。

只是取消了圆顶芯片，代之以Taptic Engine来提供振动反馈。

从发布会上提供的图片可以看出，去掉3.5mm耳机插孔后留下的空间用于加固麦克风和插入Taptic Engine。

原则上，Taptic Engine距离振动反馈点越近越好，最好靠近振动反馈点放置；但由于 Home 按钮下方有一个 Lightning 接口，因此将其靠近是最好的解决方案。

取消 3.5mm 耳机插孔对于苹果最重要的用户体验来说是一个风险。

由此可见，保持出色的物理按键手感在苹果设计团队心中是多么重要。

仅仅为了节省一颗球顶芯片而做出这样的改变显然是不合逻辑的，所以这一代Touch ID应该算是一个过渡版本，不妨称为Touch ID 2.1。

虚拟按键的使用体验经过市场验证后，通过更新工艺优化结构，可以增加Touch ID的传感器面积，提高指纹识别的安全性。

那么到底是什么问题阻碍了苹果一步步实现这一目标呢？当然是封装技术：Touch ID 1.0 全球领先的技术和专利分析公司加拿大Chipworks赞助了Touch ID 1.0拆解资料。

所有关于iPhone 7取消3.5mm接口的疑问，这篇文章都有答案

iPhone 5s 和 iPhone 6 (Plus) 上安装的 Touch ID 1.0 采用苹果专利封装技术 Trench + 引线键合在芯片 (die) 边缘制作台阶，通过再布线 (RDL) 将芯片 Pad 连接到台阶 (Trench) ）。

，然后与柔性电路板（FPC）打线连接。

我们看一下局部：注意到电路板的边缘向下变形，这会拉扯键合线，导致其脱落或断裂，甚至使保护键合线的胶体破裂。

这是Touch ID 1.0良品率低的主要原因。

从平面图可以看出，除了良率低之外，Trench还占用了很大的芯片面积，导致Touch ID 1.0的传感器面积极低，让苹果遮遮掩掩，不敢直言安全性Touch ID 1.0。

Touch ID 2.0 国内顶尖技术分析机构上海微技术产业研究院提供了Touch ID 2.0的拆解信息。

iPhone 6S (Plus) 上安装的 Touch ID 1.0 采用了 Microarray 的专利封装技术 TSV 结构。

为了更好地表达封装技术的整体情况，以下方法采用X射线图片和示意图相结合的方式。

从 X 射线照片中可以看出，Die 区域的底部有一条键合线。

示意图如下：从机械结构组装的角度来看，蓝宝石盖板（Sapphire Cover）、芯片（Die）和柔性电路板（FPC）在空间中沿Z轴堆叠起来。

Touch ID 1.0在X-Y平面有侧连接工艺，破坏了整个结构工艺的统一性，导致良率低。

采用TSV封装将Pad通过硅通孔引到Die背面，然后从背面连接到FPC，解决了这个问题，提高了制造良率。

我们回顾一下年底发布的“国产Touch ID”的堆叠结构图。

Apple 仅使用接合线来代替 ACF 来连接 TSV 封装芯片和 FPC。

从专利法的角度来看，这是“利用业界知名技术通过有限次数的尝试就能实现的”，因此仍然属于Microarray专利技术的范围。

除了采用TSV工艺消除Trench占用的芯片面积外，苹果还将晶圆工艺从nm增加到65nm，如下图截面所示，以减少控制电路占用的面积；这就限制了Touch ID 2.0传感器面积的提升：而我们的“国产Touch ID”从第一代开始就在传感器面积上傲视iPhone 7S：所以“太有钱”或许并不是设计师的运气，而是这可能是设计的灾难。

与Touch ID 2.0/2.1相比，Touch ID 3.0的主要变化是芯片需要直接安装在玻璃板上。

虽然这属于相同的 TSV 工艺路线，但还是有细微的差别：Touch ID 2.0 采用的 TSV 工艺，Die 厚度仅为 70um。

将这样的薄膜安装在未切割的抛光蓝宝石晶片上是可行的，但如果要将其安装在玻璃板的油墨表面上，则将不得不面对“安全性破碎”的结果。

由于 TSV 封装主要用于存储器堆叠技术，薄一直是美感，标准 TSV 肯定不适合指纹传感器。

指纹传感器要求TSV封装具有足够的机械强度，以应对后端安装工艺，因此厚度必须大幅增加。

Microarray 和他的朋友从今年以来一直在使用以下方法来增加 TSV 封装的 Die 厚度：正如你所看到的，解决方案其实很简单：一方面，使用多级台阶（Trench）来增加模具厚度上限；一方面，通过布局保护薄弱环节。

苹果要想真正迈向Touch ID 3.0，甚至回到乔布斯时代，就必须进一步向Microarray看齐，认真学习Microarray精通研发、设计、制造的工业精神。

当然，实现Under Glass-level Touch ID还存在一些其他的小问题，比如目前的部分玻璃减薄和抛光工艺的良率较低。

但与主要障碍——封装技术问题相比，这根本不算什么。

而且，对于财力雄厚的苹果来说，为了弥补盖板玻璃的低良率而增加的不到10的成本并不是什么大不了的事情。

相信在Touch ID 2.1准备就绪后，Touch ID 3.0可以准时在iPhone 7S上与大家见面。

结束语：我收回我的观点“因为我是从头开始，所以我稍微落后于背着一棵大树的Setlak”。

由于iPhone 7没有配备Touch ID 3.0，因此在iPhone 7S发布当天还有充足的时间推出Under Glass Level Touch ID。

塞特拉克仍然是一个值得致敬的人物，但这个时代属于我们。

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